【摘要】： 隨著我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大，削減規(guī)�；B(yǎng)殖場廢棄物污染負荷已經(jīng)成遏制農(nóng)業(yè)面源污染的關鍵。碳氮比例失調是養(yǎng)殖廢水生物處理的主要限制因子。分步進水序批式反應器(SFSBR)是一種依靠多步缺氧進水補充反硝化碳源的生物脫氮強化工藝。為促進SFSBR工藝在畜禽養(yǎng)殖場廢水處理中的應用和發(fā)展，本研究圍繞SFSBR生物脫氮問題，以豬場廢水為處理對象，通過實驗室模擬實驗，從污染物變化、污泥性狀和氧化還原電位(ORP)、pH、溶解氧(DO)過程控制參數(shù)三個方面探明曝氣強度、進水負荷、進水碳氮比、進水分配對SFSBR工藝特性的影響，確定SFSBR處理豬場廢水生物脫氮最佳工藝參數(shù)，探明ORP、pH、DO動態(tài)變化特征，論證SFSBR內污泥顆�；尚行�。通過實驗研究和理論分析，取得以下主要結果： 有機污染物降解遵循一級反應關系時，去除有機物SFSBR工藝中有機物去除效率是反應時間和進水次數(shù)的函數(shù)，延長反應時間或增加進水次數(shù)有利于提高SFSBR有機物去除率；生物脫氮型SFSBR中各“非曝氣—曝氣”子循環(huán)發(fā)生完全反硝化—硝化時，降低最后一步進水體積分數(shù)(β)或增加換水量(V_0／V_F)有助于提高SFSBR生物脫氮效率。泥齡相同條件下SFSBR所需反應器容積小于傳統(tǒng)A／O型SBR工藝所需容積。 進水負荷、曝氣強度、進水體積比、進水碳氮比直接影響進水量遞減型SFSBR處理豬場廢水工藝特性。兩步減量進水SFSBR中，提高有機負荷(進水碳氮比隨機變化)SFSBR內生物脫氮過程受到抑制；提高曝氣強度利于提高SFSBR曝氣階段硝化速率，縮短硝化時間，改善生物除磷效率；降低進水體積比(＞1：1)SFSBR生物脫氮效率提高不顯著，而生物除磷過程得到強化。三步減量進水SFSBR中，提高進水氮負荷(進水碳氮比固定)，反硝化及生物除磷過程受到限制；提高SFSBR進水碳氮比有助于提高反應器內反硝化效率，強化生物除磷過程。SFSBR因過有機負荷硝化完全停止時和反硝化效率提高時，反應器內ORP和pH變化幅度發(fā)生特征性變化。 SFSBR內污泥顆�；哂锌尚行�。以豬場廢水為營養(yǎng)基質，在SFSBR內培養(yǎng)的顆粒污泥呈黃褐色，直徑0.5～1.0mm，微生物菌相豐富。進水負荷和進水碳氮比主要影響顆粒污泥胞外多聚物(ECPs)分泌量及顆粒污泥結構，高進水負荷和高進水碳氮比條件下顆粒污泥ECPs增多，顆粒污泥結構致密。污泥微生物聚合酶鏈式反應-變性梯度凝膠電泳(PCR—DGGE)檢測結果表明，反應器內混合污泥微生物多樣性隨著進水碳氮比提高而增加。 正交實驗結果表明不同工藝參數(shù)對顆粒污泥型SFSBR(G-SFSBR)處理豬場廢水脫氮效果和污泥性狀影響效應不同：氮負荷對出水氮素濃度(氨氮、亞硝態(tài)氮與硝酸鹽氮濃度總和)影響最大，曝氣強度對氮凈去除率(NNER)影響最大，進水碳氮比對污泥體積指數(shù)(SVI)及顆粒污泥質量分數(shù)(f_(0.5mm))影響最大，但進水體積比(＞1：1)對顆粒污泥質量分數(shù)(f_(0.5mm))影響較小，對反應器生物脫氮效果影響不顯著。G-SFSBR處理豬場廢水最佳工藝條件為進水碳氮比7.0mgCOD／mgNH_4~+-N，，進水體積比3：1，進水氮負荷0.026gNH_4~+-N／(gVSS·d)，曝氣強度4.2 L／(m~3·s)，在該實驗條件下出水無機氮濃度最低、氮凈去除率最高，分別為21mg／L和72％。污泥微生物PCR-DGGE檢測結果表明，G-SFSBR污泥微生物種群結構穩(wěn)定性較強，而脫氮參數(shù)優(yōu)化對污泥微生物種群和豐度有影響，顆粒污泥及混合污泥微生物種群向優(yōu)勢化菌群方向發(fā)展。 進水量遞減型SFSBR系統(tǒng)內ORP、pH、DO變化與生物脫氮過程關聯(lián)度與進水分配相關。SFSBR進水氨氮濃度及硝化時間與曝氣強度相匹配時，ORP“氮突破點”可以指示硝化結束，ORP“硝酸鹽膝”指示內源代謝顯著的反硝化結束。pH“氨谷”可指示硝化結束，但其靈敏性受氨氮初始濃度和硝化時間的限制。另外，非曝氣階段ORP下降幅度及完全硝化過程pH下降幅度均可作為SFSBR工藝進水分配的控制參數(shù)。SFSBR系統(tǒng)內硝化過程中ORP及pH變化速率可用于硝化速率估計。DO飆升指示硝化結束，可用于曝氣過程控制。 進水量遞減型SFSBR處理豬場廢水工藝中，生物除磷主要在第1“非曝氣—曝氣”子循環(huán)內發(fā)生，后續(xù)“非曝氣—曝氣”子循環(huán)內生物除磷過程不明顯，SFSBR生物除磷機制有待進一步研究。
【圖文】：

浙江大學博于一學位論義段進水生物脫氮工藝的生化過程類似。SFSBR反應階段由多個缺氧/厭氧一好氧子循環(huán)(sub一cycle)組成(圖1一l)，進水分n步在各子循環(huán)的缺氧/厭氧階段進入反應器，反應階段結束后即執(zhí)行沉淀、排水。}一;一}}一月’~’.}…一…一;一}}.…卜一}淵倉倉倉倉盡進水1進水2進水n沉淀、排水口缺氧/厭氧進水3口好氧翻沉淀、排水圖1一 1SFSBR運行方式簡圖Fig.l一 1SehemeforSFSBRoPeratingStrategy基于SFSBR工藝的特征，SFSBR又稱多次缺氧進水SBR(se妙 encingbatehreactors初 thmultipleanoxiefilling)(從an， etal.，2006)，或者脈沖SBR(pulsed sequencingbatchreactor)(楊岸明，等，2006;郭建華

3.1實驗材料與方法 3.1.1反應器裝置實驗室規(guī)模反應器系統(tǒng)結構示意圖見圖3一1。整個實驗裝置系統(tǒng)由反應器、曝氣系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、進水排水系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和pH、ORP在線檢測系統(tǒng)6部分構成。反應器主體為有機玻璃柱(高 40cm，內徑 19cm)，有效容積SL�？諝庥煽諝獗� (Barnant60010一2392)通過均勻分布在反應器底部的五個燒結砂芯曝氣頭供給，空氣流量由5只獨立玻璃轉子氣體流量計控制。攪拌機 (Servodyne50003一20，Cole一 Parme:InstrumentSCo.，USA)轉速為 25rpm。反應器進、排水分別由兩臺計算機可控蠕動泵 (L/SComputerCo哪 atiblepump， MasterFlex7550一30，Cole一 parmerInstrumentsCo.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：X713

【引證文獻】

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1 胥馳;側流除磷分段進水SBR工藝處理低碳源污水試驗研究[D];重慶大學;2010年

2 姜麗秀;好氧亞硝化顆粒污泥工藝及其N_2O釋放的研究[D];山東大學;2012年

3 王亮;規(guī)�；i場養(yǎng)殖廢水高效脫氮除磷技術探究[D];浙江大學;2013年

本文編號：2648259